[发明专利]安装误差影响下的ZC1蜗杆螺旋线偏差评定方法

说明书

本发明公开了一种可应用于齿轮测量中心的安装误差影响下的ZC1蜗杆螺旋线偏差评定新方法，属于精密测试技术与仪器领域。包括步骤：(1)建立机器坐标系O‑XYZ，工件坐标系O'‑X'Y'Z'，在机器坐标系下对ZC1蜗杆上下两个轴截面和螺旋线进行测量；(2)根据蜗杆上下两个轴截面的测量数据，得到截面的圆心坐标，通过圆心坐标确定蜗杆的偏摆角度和偏心坐标。(3)将机器坐标系O‑XYZ变换到工件坐标系O'‑X'Y'Z'，得到工件坐标系O'‑X'Y'Z'下的螺旋线测量数据；(4)计算螺旋线测量点在实际转角下的Z轴方向理论高度值；(5)在工件坐标系O'‑X'Y'Z'下对ZC1蜗杆螺旋线偏差进行评定，得到螺旋线偏差数值，可修正安装误差对ZC1蜗杆螺旋线偏差评定的影响。

技术领域

本发明涉及精密测试技术与仪器领域，具体是一种安装误差影响下的ZC1蜗杆螺旋线偏差的评定方法。

背景技术

蜗杆是一种用于传递空间交错的两轴间的运动的重要传动元件。ZC圆柱蜗杆与普通圆柱蜗杆相比，具有更高的传动效率和承载能力，在汽车、军工、航天等领域应用广泛。目前，圆柱形蜗杆的市场需求量越来越大，生产厂家对提高圆柱蜗杆的传动性能、降低噪声以及减小振动的需求也越来越高。满足这些要求就必须提高圆柱形蜗杆齿面的精度。因此，对ZC蜗杆的精度检测就变得尤为重要。

蜗杆的螺旋线偏差是评定蜗杆接触精度的一项重要指标，又是影响蜗杆承载均匀性的一个重要项目，螺旋线偏差反映了蜗轮蜗杆在啮合时，在齿宽方向上的接触精度。准确测量蜗杆的螺旋线偏差是提高蜗杆加工精度，保证传动质量的重要前提。

标准ISO 1328-1:2013将螺旋线偏差定义为实际测得的螺旋线偏离设计螺旋线的值；螺旋线总偏差定义为在螺旋线计值范围内，包含测量螺旋线的两条设计螺旋线迹线之间的距离。在实际工程测量中，螺旋线偏差沿蜗杆轴线方向进行评定。在标准GB/T10089-1988中定义了蜗杆螺旋线偏差和一转螺旋线偏差，螺旋线偏差指的是在蜗杆轮齿的工作齿宽范围(两端不完整齿部分除外)内，蜗杆分度圆柱面上，包容实际螺旋线的最近两条公称螺旋线间的法向距离；一转螺旋线偏差指的是在蜗杆轮齿的一转范围内，蜗杆分度圆柱面上，包容实际螺旋线的最近两条理论螺旋线间的法向距离。如需按照标准GB/T10089-1988评定可将轴向评定结果乘以导程角的余弦值得到法向值。

本发明将安装误差分为安装偏心误差和安装偏摆误差：1)安装偏心误差是指蜗杆的几何中心与测量仪器的回转中心不重合而产生的位置偏差；2)安装偏摆误差是指蜗杆的几何中心轴与测量仪器的回转轴产生倾斜而造成的角度偏差。以往的安装误差处理方法通常只是考虑其中一种安装误差的影响。

在蜗杆的实际测量过程中，会存在安装误差。安装误差的产生原因有很多，例如蜗杆测量仪器的制造和装配误差、工件安装不准确以及辅助定位夹具的精度等，这些因素的影响都会导致蜗杆的几何中心轴偏离蜗杆测量仪器的回转轴，导致蜗杆的测量精度下降。

以往的方法只对安装误差中的偏心误差或者偏摆误差进行分析，在实际测量过程中，两种误差往往同时存在，并且大部分只研究了安装误差下圆柱齿轮的齿廓偏差、齿距偏差测量和评定，缺少对蜗杆及蜗杆螺旋线偏差的研究。因此研究安装误差影响下的蜗杆螺旋线的评定方法至关重要。

本文以存在安装误差下的ZC1蜗杆螺旋线测量数据为研究对象，针对安装误差下的ZC1蜗杆螺旋线偏差评定问题，用发明的评定方法将安装误差影响下的螺旋线测量数据通过坐标变换修正到工件坐标系下，根据蜗杆螺旋线偏差定义对ZC1蜗杆螺旋线偏差进行评定，通过试验验证本发明提出的评定方法的可行性，能够有效修正安装误差对蜗杆测量的影响。

发明内容

为了解决背景技术中提出的问题，本发明提出了一种新的安装误差影响下的ZC1蜗杆螺旋线偏差的评定方法。该方法将安装误差分为安装偏心误差和安装偏摆误差，通过确定蜗杆回转轴，把机器坐标系下的测量数据变换到工件坐标系下，得到工件坐标系下的螺旋线测量数据。通过本文发明的评定方法，依据螺旋线偏差定义对ZC1蜗杆螺旋线偏差进行评定，可减小安装误差对螺旋线偏差评定结果的影响。